不同粒径垃圾焚烧飞灰重金属毒性浸出及生物可给性

对城市生活垃圾焚烧飞灰的化学性质和粒径分级毒性进行分析研究,并采用美国EPA的毒性浸出程序TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)、欧盟危险废物鉴别浸出标准(EN12457-2)、逐级浸出程序SEP(sequential extraction procedure)与体外模拟实验方法 PBET(physiologically based extraction test)对不同粒径的焚烧飞灰中重金属浸出效果进行对比研究.结果表明,焚烧飞灰的主要组成元素为Ca、Si、Al、Mg、Fe、Na和K;58.7%的飞灰粒径分布在38~106μm,粒径小于150μm的焚烧飞灰占总量的90%以上.重金属Cu、Pb和Cd等在各粒径飞灰中主要以残渣态的形式存在,可交换态较少.TCLP结果证实,除As和V外,Zn、Cu和Pb的浸出量随飞灰粒径的减小呈先增大后减少的趋势,粒径在38~106μm下Zn的浸出量最大为547 mg·kg~(-1),而采用欧盟浸出标准,所有粒径飞灰的重金属浸出量都较低.PBET实验中Zn、Pb、Cu和As的浸取浓度分别达3 270、339、335和16.8 mg·kg~(-1),其结果显著高于TCLP重金属浸出量,说明焚烧飞灰中重金属对于人体具有潜在的生物有效性.     

典型固体废物焚烧飞灰的污染物特性研究

采用成分分析法和毒性监测法系统分析了来源于6类典型固体废物焚烧飞灰的污染物特性．研究表明,6类固体废物焚烧飞灰的主要组成元素有Si、 Ca、 Al、 Fe、 K、 Na、 Cl等．各重金属成分中,Zn是受试飞灰（除LS飞灰）中含量最高的重金属元素,范围在2100～32100 mg/kg,均值达9458 mg/kg;元素Cd、 Zn、 Cu、 Cr、 Ni、 Pb、 As平均值则分别为土壤中的各元素含量的642、 127、 22、 18、 15、 10、 2倍．国标硫酸硝酸法和TCLP浸出程序对飞灰中的重金属浸出率普遍偏低,仅其中2类工业废物焚烧飞灰在TCLP法下超出鉴别限值;虽然受试飞灰中二英类物质（PCDD/Fs）毒性当量均低于危险废物毒性物质含量鉴别(GB 5085.6-2007)有关二英类物质规定,但与浙江省部分地区污染土壤中的平均二英毒性当量进行比较,HZ、 WZ、 NB、 TZ和HUZ飞灰分别为其105、 59、 401、 369和5倍,除LS飞灰外其余5种飞灰的毒性当量值要大大高于加拿大、 新西兰和瑞典的土壤中二英的指导值．本研究结果说明不同焚烧厂飞灰化学组成存在很大差异;焚烧废物成分对飞灰中的重金属元素有一定的影响,但焚烧工艺过程是影响固体废物焚烧飞灰中重金属和二英分布和丰度的最主要因素．因此,无论是生活垃圾还是工业危险废物的焚烧飞灰均具有很大的潜在环境风险,处理或利用前必须对其性质进行充分调研．     

生活垃圾焚烧飞灰中重金属浸出影响研究

通过浸出液pH测定、全量测定以及(HJ/T 299-2007)硫酸硝酸法和(HJ/T 300-2007)醋酸缓冲溶液法浸提,对生活垃圾焚烧飞灰中重金属浸出特性进行了实验研究.结果表明浸出pH条件、飞灰中重金属含量以及重金属分布形态是影响浸出浓度的主要因素.相比于硫酸硝酸法,醋酸缓冲溶液法重金属提取效率明显较高,尤其是铜锌镉铬.垃圾焚烧飞灰潜在环境风险较大,在填埋处理及综合利用时应充分考虑其浸出特性.     

我国垃圾焚烧飞灰性质及其重金属浸出特性分析

调查分析了我国12个垃圾焚烧飞灰样品的性质和重金属浸出规律.结果表明,飞灰的主要组成元素有Si、Ca、Al、Fe、K、Na、Cl 等,除1个样品外,飞灰样品中的重金属元素含量均在0 .5%～3 .0%范围内.由此可见焚烧飞灰具有较大的环境风险,必须按危险废物进行安全管理.应用单批次浸出程序检测结果表明,美国EPA的毒性浸出程序（TCLP）和我国固体废物浸出毒性鉴别程序（GB 5086 .1-1997）对焚烧飞灰中的重金属浸出率偏低,且二者对飞灰危险性评估的差异较大,这主要是受二者不同的浸出液最终的pH值所影响.常规酸中和容量（GANC）浸出试验结果表明,飞灰中重金属的浸出主要受浸出液的最终pH值影响,而该pH值取决于飞灰中碱性物质与浸取剂酸度二者间的相互作用.通过对不同类别程序的浸出过程分析发现,在相同浸取液作用下,单批次式浸出程序的静态平衡终点与连续过流式浸出程序的平衡终点存在较大差异,有必要结合我国飞灰特点和实际处置场景,建立适用于焚烧飞灰的单批次式毒性浸出试验程序,避免对飞灰危险性识别的不足和管理的失控.     

垃圾焚烧飞灰中重金属稳定性评价方法研究

通过用TCLP浸出方法和MEP多级浸出方法对垃圾焚烧飞灰中重金属进行浸出稳定性分析,考察飞灰中重金属在不同浸出过程的浸出行为,探究影响浸出过程的因素,以期能够为含重金属危险废物的长期稳定性提供理论指导。研究结果表明,不控制p H的TCLP浸出方法在提取剂与飞灰混合的过程中p H迅速升高至6.0以上,较高的p H不能充分模拟在自然暴露酸性降水过程中重金属的浸出,从而低估飞灰中重金属的风险;MEP多级浸出方法通过在浸出的第1步使用醋酸缓冲溶液浸出液并动态调节浸出液p H为(5.0±0.2),使飞灰中碱性物质在第1步首先得到释放,然后在第2~9步提取过程能维持较低的p H,从而较好地模拟飞灰在自然条件下经过反复酸雨淋滤过程重金属的稳定性。     

医疗垃圾焚烧飞灰的重金属浸出特性及其稳定化处理研究

通过对医疗垃圾飞灰的浸出特性和高温熔融处理实验,研究了浸出时间、液固比、pH值和颗粒尺寸对重金属浸出特性的影响以及飞灰熔融对重金属稳定化处理效果.结果表明,随着浸出时间的增加,飞灰绝大部分重金属的浸出浓度增高,浸出毒性增强;液固比(L/S)增加,大部分重金属的浸出率大大提高,其中重金属Cd的浸出率最大,在液固比为90时,飞灰中的Cd的浸出率达到70%以上;pH为中性左右的时候,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属的浸出液浓度最低;颗粒尺寸在较大或者较小时,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属浸出浓度较小,大部分重金属在颗粒尺寸250～900μm时,重金属的浸出浓度较高;飞灰高温熔融后,重金属的浸出毒性大大降低,说明熔融对重金属有很好的固化效果.     

不同粒径垃圾焚烧飞灰重金属分布和浸出性质

对烟气净化系统飞灰(以下简称飞灰)按粒径进行分级,研究了飞灰重金属含量、形态分布和浸出毒性随粒径的变化,讨论了不同粒径的飞灰对重金属总量和浸出总量的贡献率.结果表明:飞灰中粒径>154 μm和<30 μm的颗粒较少,粒径为38.5～74 μm的颗粒约占总量的50%.除Ni和Cr外,重金属含量随飞灰粒径的减小呈增加趋势,且主要表现在酸溶态Cd,Zn,Pb,Cu和有机结合态Pb以及晶形氧化铁态Pb,Zn含量的增加.随着飞灰粒径的减小,Cr,Ni,Zn,Hg和Pb的浸出量也呈逐渐增加趋势,其中Zn,Hg和Pb的表现尤为突出.尽管细颗粒上的重金属对飞灰的重金属总量贡献不大,但高浸出率使细颗粒飞灰对重金属浸出总量仍具有较大贡献,尤其是Pb,Zn和Hg,在占飞灰质量8%的粒径<30 μm的飞灰中,富集了约40%的水溶性Pb,Zn和Hg.      

生活垃圾焚烧飞灰的加速碳酸化处理

针对垃圾焚烧飞灰中钙及两性重金属含量高的特点,在高液固比(10:1)条件下对焚烧飞灰进行加速碳酸化处理以改善飞灰的理化特性.采用XRD、SEM、压汞分析以及硫酸硝酸毒性浸出方法,对加速碳酸化处理后飞灰的晶相、形貌、孔隙特征及重金属(Pb、Cu、Zn、Cd、Ni、Cr)浸出特性进行了研究.结果表明,加速碳酸化处理后飞灰中的CaClOH峰消失,而CaCO3的峰增加,且强度增加.加速碳酸化处理可以有效降低焚烧飞灰的pH值, Pb、Cu、Zn和Ni的浸出分别减少了99.7%、93.9%、90.6%和27.8%,而Cr的浸出浓度增加了29.7%.     

废弃线路板重金属浸出毒性方法的比较研究

使用4种毒性浸出方法［中国的GB 5086.1-1997,GB 5086.2-1997,美国的1311 (TCLP)、 1312 (SPLP)］综合评价废弃线路板的重金属浸出毒性,并依此选择一种适合评价废弃线路板重金属生态危害的方法.结果表明,这4种方法中,使用TCLP方法浸出液的重金属 (Cu、Pb、Ni、Mn、Zn和Fe) 浓度均超过其他3种方法,且浸出液中Pb的浓度超过相应的标准数倍,因此废弃线路板属于危险废弃物;而使用我国现有的浸出实验方法,浸出液的重金属浸出量低,实验条件与实际的环境条件相差大,对危险废物的控制不利,而使用TCLP方法可以较好地评价废弃线路板重金属浸出毒性;浸出液中这6种重金属浓度随着浸出液的初始 pH 值降低和废弃线路板粉末粒径的减小而增大.     

添加剂对垃圾焚烧飞灰熔融特性的影响

研究制备了1种具有多重作用效果的飞灰熔融复合型添加剂,并选用上海和福州2种典型飞灰,利用荧光光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪等仪器,分析了添加剂对飞灰熔融过程中的挥发率,流动温度,重金属固定率以及熔融渣的重金属浸出特性的影响.结果表明,添加10%添加剂可以将飞灰的流动温度降低150℃左右,挥发率降低10%～20%,重金属Cu和Pb的固定率提高了10%～20%,对重金属Zn的固定率可提高近40%;同时,采用我国毒性浸出方法和美国EPA的TCLP方法,分析测试熔融渣中重金属浸出量,结果证实几种重金属的浸出浓度均低于相应的标准限值.     

中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究

在统计有关我国农田土壤重金属相关文献数据的基础上,探讨了我国农田土壤重金属Pb、Cd、Cu、Zn和Cr的空间富集现状.收集到有关土壤Pb、Cd、Cu、Zn和Cr含量的研究分别为173、138、156、139、140个.首先剔除异常值,然后利用剩余样本进行克里金插值,并统计各省地区重金属含量平均值.结果表明我国重金属空间分布具有明显的区域特征,西南地区土壤重金属含量较高,其他地区相对较低;与分省的土壤背景值相比较,农田土壤Pb和Cd的含量明显高于背景值.土壤Pb在云南省超出背景值最高,为背景值的1.91倍;Cd在辽宁省超出背景值最高,为23.02倍;Zn在云南省富集最为严重,是背景值的1.55倍,Cu最高的是广东省,达到背景值的2.92倍.     

絮凝学研究的新领域——具有重金属捕集功能的高分子絮凝剂

絮凝是水质净化的重要方法之一.絮凝剂的作用对象主要是水中由不溶性物质形成的憎液溶胶及悬浮颗粒.近年来的研究发现,将重金属离子的某些强配位基团通过化学反应连接到高分子絮凝剂分子上能赋予原有高分子絮凝剂捕集水中溶解性重金属离子的功能,因此制备出具有去除重金属离子功能的高分子絮凝剂.研究表明,这类高分子絮凝剂用于水处理时表现出显著的优点,如去除效率高、沉降速度快,分离效果好,尤其适合于处理重金属离子与浊度共存的体系,显示出很好的研究及应用前景.本项研究拓展了絮凝剂作用对象的种类,开创了水处理絮凝学研究的新领域.     

高分子重金属絮凝剂CSAX的制备及性能

以玉米淀粉为基体,环氧氯丙烷为交联剂,硝酸铈铵为引发剂,丙烯酰胺为单体,cs2和NaOH为磺化荆.合成了交联淀粉.聚丙烯酰胺-磺原酸酯(CSAX)高分子絮凝剂.用FTIR光谱和元素分析法对合成产物CSAX进行了表征.讨论了环氧氯丙烷的用量、硝酸铈铵的剂量、NaOH和CS2的重量百分比等合成条件对产品性能的影响.结果表明,100g淀粉中环氧氯丙烷的剂量为8mL,硝酸铈铵的用量为6.67×10-4mol·L-1,交联淀粉:NaOH:CS2的质量百分比为2:6:2.4时,获得的絮凝剂CSAX产品具有优良的性能.对同一产品不同储存环境的研究表明.低温避光储存较好.对CSAX絮凝含铜废水形成的污泥做扫描电镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)分析,发现其外部形态和组成成分都发生了很大变化.而CSAX处理实际废水的实验表明,当CSAX的投加剂量为100mol·L-1时. Cu2 、Ni2 的去除率分别达99.1%和82.3%,浊度的去除达96.6%.     

磷灰石-零价铁对底泥铜、铅释放的抑制效果及机理研究

以磷灰石-零价铁作为添加物,强化混凝应急处置Cu、Pb污染河道水体,并模拟构建产生沉积物,通过静态释放实验方式,研究了其对沉积物中Cu、Pb释放的影响和机理.结果表明:磷灰石复合零价铁介入应急混凝处置显著减少了沉积物中Cu、Pb的释放;45 d释放实验后,与对照组相比,添加磷灰石复合零价铁的沉积物中,Cu和Pb从生物有效性高的酸可提取态向生物有效性相对较低的可还原态、可氧化态、残渣态转化.投加磷灰石复合零价铁有利于应急混凝处置重金属产生沉积物的稳定,且零价铁掺杂比例越高,效果越好.     

Microbial diversity of soil bacteria in agricultural field contaminated with heavy metals

In this study we evaluated the bacterial diversity in a soil sample from a site next to a chemical industrial factory previously contaminated with heavy metals. Analysis of 16S rDNA sequences amplified from DNA directly extracted from the soil revealed 17 different bacterial types （genera and/or species）. They included Polyangium spp., Sphingomonas spp., Variovorax spp., Hafina spp., Clostridia, Acidobacteria, the enterics and some uncultured strains. Microbes able to tolerate high concentrations of cadmium （500μmol/L and above） were also isolated from the soil. These isolates included strains of Acinetobacter （strain CD06）, Enterobacter sp. （strains CD01, CD03, CD04 and CD08） （similar strains also identified in culture-independent approach） and a strain of Stenotrophomonas sp. The results indicated that the species identified from direct analysis of 16S rDNA of the soil can be quite different from those strains obtained from enrichment cultures and the microbial activities for heavy metal resistance might be more appropriately addressed by the actual isolates.     

机械工业生产污水处理技术研究

针对机械工业生产废水污染物成分复杂,且可生化性差的特点,确定处理工艺为物化＋A／O生化＋化学法,并在实际工程的调试和使用过程中展开对机械工业污水的处理技术研究。得到了很好的处理效果,为污水处理设计,工程建设和运行管理提供了有价值的经验数据。     

1000MW近零排放燃煤机组重金属排放及分布特征

采用EPA 29方法对国华寿光电厂2号1000MW超超临界燃煤机组污染物控制单元进行采样,开展了重金属污染物(As、Pb、Se、Cd)全流程监测.建立了包括气体/固体/液体中重金属的燃煤过程中质量平衡,并考察了重金属在机组中的富集与分布特征.结果表明:该机组烟气排放的重金属含量相对较低,100%负荷时As、Se、Pb、Cd排放浓度分别为1.11,0.59,0.33和0.01 μg/m³,45%负荷时相关重金属排放和100%负荷接近.给出了不同负荷下各种重金属在燃煤机组的分布,燃烧后Pb、Se、Cd主要富集到飞灰中,但低负荷时底渣中Se和Cd的比例明显升高.APCDs中,ESP对烟气中As、Pb、Se、Cd四种元素的脱除率均达到了97%以上,不同负荷下WFGD和WESP对这些重金属具有深度脱除的效果.     

重金属螯合剂在废水治理中的应用研究

研究重金属螯合剂的实验室合成及其捕集重金属的机理,对其处理重金属废水的效果与无机稳定化药剂Ｎａ２Ｓ进行了实验比较。     

污染稻、麦籽实中Cd、Cu、Pb的分布及其存在形态初探

采用组织化学及溶剂提取法研究了污染水稻、小麦籽实中Cd、Cu、Pb的分布及存在形态．结果表明,3种金属元素在水稻、小麦籽实各形态结构中的浓度具有明显不均一性,胚中浓度显著高于胚乳,颖壳,皮层中浓度也较高;糙米、麦粒中的Cd、Cu、Pb在去离子水、0.1mol EDTA、1％醋酸、2.5％　NaCl、0.2％NaOH、70％乙醇中的溶出比例有显著差异;综合2项试验结果可以看出Cd、Cu、Pb在籽实中主要与谷物成分结合形成配合物,其优势形态是蛋白质结合态．     

郑汴路不同运营路段路旁土壤重金属分布及污染分析

选择运营时间不同的杏花营和圃田路段分别布设1800 m长的采样断面,按距离路基远近不同布设土壤采样点38个,对照采样点2个,在距路基25 m处挖掘土壤剖面2个,共采集土壤样品50个.在室内试验的基础上,对路旁土壤重金属(Pb、Cd、Ni、Cu、Zn、Cr)空间分布特征与污染状况进行了研究.结果表明,公路两侧300 m范围内的土壤重金属含量明显高于对照区和中国潮土背景值,尤其土壤中Cd、Cr和Pb积累明显.路北土壤重金属含量高于路南.对于运营时间长的杏花营断面,土壤重金属含量高于圃田断面.大多数重金属在土壤中的含量随离公路距离的增加在距路基10～50 m处出现积累峰值,然后逐渐下降,在300 m附近接近于对照值.重金属主要累积在土壤深0～40 cm范围内.杏花营路段两侧200 m范围内为重金属轻度污染带,200～300 m之间为警戒带.圃田路段北侧30 m范围内为轻度污染带,30～200 m为警戒带,200～300 m为清洁带;而其南侧15 m范围内为轻污染带,15～80 m为清洁带,80～300 m为警戒带.